中國(guó)石油大學(xué)工程流體力學(xué)試題集0001

1、中國(guó)石油大學(xué)工程流體力學(xué)試題集簡(jiǎn)答題1 . 水擊現(xiàn)象及產(chǎn)生的原因2 .雷諾數(shù)、富勞得數(shù)、歐拉數(shù)的物理意義3 .什么就是流線、跡線，其主要區(qū)別4 .壓力管路的主要特點(diǎn)5 .什么就是壓力體6 .流體靜壓力的兩個(gè)重要特性7 .串聯(lián)、并聯(lián)管路的主要特點(diǎn)8 .系統(tǒng)、控制體（系統(tǒng)與控制體的異同點(diǎn)）9 .氣體與液體粘度隨溫度變化有何不同10 .歐拉平衡關(guān)系式及其適用條件11 .質(zhì)量力、表面力的作用面及大小12 .研究流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法及其它們的主要區(qū)別解答題13 .矩形閘門AB可繞其頂端的 A軸旋轉(zhuǎn)，由固定在閘門上的一個(gè)重物來(lái)保持閘門的關(guān)閉。已知閘門寬120cm，長(zhǎng)90cm,整個(gè)閘門與重物共重1000kg,

2、重心在G點(diǎn)處,G點(diǎn)與A點(diǎn)的水平距離為30cm,閘門與水平面的夾角60，求水深為多少時(shí)閘門剛好打開？14 .設(shè)流場(chǎng)的速度分布為2xv -22x y試確定（1）流場(chǎng)的當(dāng)?shù)丶铀俣?；?）t=0時(shí)，在x = 1,y 1點(diǎn)上流體質(zhì)點(diǎn)的加速度。15.高速水流在淺水明渠中流動(dòng)，當(dāng)遇到障礙物時(shí)會(huì)發(fā)生水躍現(xiàn)象，其水位將急劇上升（如圖中（a）所示），其簡(jiǎn)化模型如圖（b）所示。設(shè)水躍前后流速在截面上分布為均勻的，壓力沿水深的變化與靜水相同。如果流動(dòng)就是定常的 求證：，壁面上的摩阻可以不考慮。(2)水躍只有在V1JgA時(shí)才有可能發(fā)生(3)水躍過(guò)程中單位質(zhì)量流體的機(jī)械能損失為4hih2塊平板之間的距離為，在L長(zhǎng)度上的壓

3、降為 P ,上下兩塊平板均靜止。求:(1)流體的速度分布；(2)流速等于平均流速的位置。18.有一串并聯(lián)管路，連接兩個(gè)水池，兩水池的水面差為 6m,管路直徑di=100cm,d2=d3=50cm, 每段管長(zhǎng)均為200m,沿程阻力系數(shù)為：入 1=0、016，法=0、01,左=0、02。忽略局部阻力， 如圖所示，求1i管段的流量Q?！發(fā)1 入 119.如圖所示，一圓柱體放在不同液體中，已知其長(zhǎng)度L=10m,D =2m,油的相對(duì)密度為 0、8,深度為D,求作用在圓柱上的各分力大小與方向。 220.3已知流場(chǎng)中速度分量分別為：u 2yt t ,v 2xt,求時(shí)刻t=2,過(guò)點(diǎn)（0,1）的流線。21.22

4、.如圖所示，運(yùn)動(dòng)平板與固定平板間的縫Q1Pa,s,上板長(zhǎng) L = 10h1cm,寬 b =上板運(yùn)動(dòng)速度為 h2 h=0、1mm,中間液體的動(dòng)力粘度0、U=1、0m/s,相對(duì)壓強(qiáng)p1023.24.25.26.27.Pa, p2106 Pa,求維持平板運(yùn)動(dòng)所需的拉力LPihuP2 7不可壓縮流體的速度分量為:u x y ,v 2xy, w 0。流動(dòng)就是否連續(xù)？就是否無(wú)旋？求速度勢(shì)函數(shù)。圖所示，已知 H = 20m,li = 150m,|2= 80m,l3= 80m,l4 = 200m,di = 100mm,d2= 100mm,d3 =80mm,d4= 120mm,入=0、025，求管路系統(tǒng)的水流量

5、。矩形閘門兩市受到勺一的壓力 ，右邊水溶 H 1 = 5米,左邊水深H = 45。傾斜角，閘門寬度1米，求作用切閘門上的總工力及作用點(diǎn)已知某一流場(chǎng)中的速度分符匚圖示2 = 3米，閘門與水平面成|2axA、B路系統(tǒng)，cdH1q的比!,2Tv- ay|7+ w0,a為常數(shù)，求流線與跡線。H2知L1800 米、L2 600如圖所示，溢流壩內(nèi)外水位高度分別為 h1、h2,水的密度為，求水流對(duì)壩體的作用力。l3L0 800d10.2d0 0.25米，10.026, 20.026 , 00.025 ,Q0100升/秒。求 Q1、Q2 及 d2。229 .設(shè)一平面流場(chǎng) 淇速度表達(dá)式就是：u x t, v y

6、 t, w 0,求t=0時(shí)，過(guò)(-1,-1)點(diǎn)的流線與跡線30 .密度為的不可壓縮流體以均勻速度U進(jìn)入半徑為R的水平圓直管，出口處速度分布2 r 為：U Umax(1f),R為管半徑，進(jìn)出口壓力分別為Pl、P2。R2求:1)最大流速umax ；2)流過(guò)圓管的流量；3)管壁對(duì)流體的作用力。32.已知平面流動(dòng)的流函數(shù)xy 2x 3y 10,求平面流動(dòng)的勢(shì)函數(shù)、速度分量。33 .充分發(fā)展的粘性流體層流，沿平板下流時(shí)，厚度b為常數(shù)，且一p =0,重力加速度為g,求其 x流速分布關(guān)系式。34 .如圖所示，水從水頭為h1的大容器經(jīng)過(guò)小孔流出射向一塊無(wú)重量的大平板，該平板蓋住了另一個(gè)大容器的一個(gè)水位為h2的

7、小孔。設(shè)兩小孔的面積相同。如果射流對(duì)平板的沖擊力恰好與它受到的靜水壓力相等，求h“h2。35.緒論 時(shí)明流速與距坐標(biāo)原點(diǎn)的距離的平1學(xué)流體力學(xué)的定義及學(xué)科范疇，流體力學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史、應(yīng)用領(lǐng)域及研究?jī)?nèi)容與研究方法 ，流體力學(xué) 在石油工業(yè)中的地位與作用 ，單位制介紹(國(guó)際單位制，物理單位制，工程單位制，本課程特點(diǎn) 與學(xué)習(xí)要求。第一章流體及其主要物理性質(zhì) 3學(xué)時(shí)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：流體的概念、流體的主要物理性質(zhì)、牛頓內(nèi)摩擦定律、作用在流體上的力。1 .流體的概念及連續(xù)介質(zhì)假設(shè)0、5學(xué)時(shí)流體的概念，流體的基本特征，連續(xù)介質(zhì)模型及其引入的目的意義。2 .流體的主要物理性質(zhì)1、5學(xué)時(shí)密度、重度、相對(duì)密度、壓縮性、膨

8、脹性、粘性、表面張力等；流體分類：理想流體與實(shí)際流體、可壓縮流體與不可壓縮流體、牛頓流體與非牛頓流體。3、作用在流體上的力1學(xué)時(shí)作用在流體上力的分類，單位質(zhì)量力的概念。第二章流體靜力學(xué)8學(xué)時(shí)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：靜壓強(qiáng)的兩個(gè)重要特性、流體平衡微分方程式、等壓面的概念及特性、靜力學(xué)基本方程及其應(yīng)用、 幾種質(zhì)量力作用下流體的平衡、平面上流體總壓力的大小、方向與作用點(diǎn)位置的確定、曲面上流體總壓力的大小、方向與作用點(diǎn)位置的確定，壓力體的概念及畫法。1 .流體靜壓強(qiáng)及其特性1學(xué)時(shí)流體靜壓強(qiáng)的概念、兩個(gè)重要特性及其證明。2 .流體平衡微分方程式1學(xué)時(shí)流體平衡微分方程（歐拉平衡方程）的推導(dǎo)方法與物理意義，歐拉平衡方

9、程的全微分形式，力函 數(shù)與有勢(shì)的力的概念，等壓面概念及特性，等壓面微分方程式。3 .重力作用下的流體平衡1學(xué)時(shí)流體靜力學(xué)基本方程式及其幾何意義與物理意義，各種壓強(qiáng)（絕對(duì)壓力、表壓、真空壓力）的表示方法，壓強(qiáng)的度量單位，壓強(qiáng)分布圖。4 .測(cè)壓計(jì)1學(xué)時(shí)各種液式測(cè)壓計(jì)的計(jì)算，金屬測(cè)壓計(jì)簡(jiǎn)介。5 .靜止流體作用在平面上的總壓力1學(xué)時(shí)靜止流體作用在任意形狀平面上總壓力的大小、方向以及作用點(diǎn)的計(jì)算方法。6 .靜止流體作用在曲面上的總壓力2學(xué)時(shí)靜止流體作用在曲面上總壓力的大小、方向以及作用點(diǎn)的計(jì)算方法，浮力的概念。7 .幾種質(zhì)量力作用下的流體平衡1學(xué)時(shí)等加速水平直線運(yùn)動(dòng)流體的相對(duì)平衡，等角速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)流體的相

10、對(duì)平衡。第三章流體運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)10學(xué)時(shí)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：拉格朗日法與歐拉法，流體運(yùn)動(dòng)的基本概念，一元連續(xù)性方程的熟練應(yīng)用與空 間運(yùn)動(dòng)連續(xù)性方程的推導(dǎo)及物理意義，理想流體運(yùn)動(dòng)微分方程的推導(dǎo)，實(shí)際流體總流的伯努利 方程的推導(dǎo)及熟練應(yīng)用，緩變流的概念及特性、動(dòng)能彳正系數(shù)及其物理意義，伯努利方程的幾何表示，動(dòng)量方程的熟練應(yīng)用。1 .研究流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法1學(xué)時(shí)歐拉法、拉格朗日法及其關(guān)系，歐拉法中加速度流場(chǎng)的描述。2 .流體運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本概念1學(xué)時(shí)定常流與非定常流，跡線與流線，流管、流束與總流，有效斷面、流量與平均流速。3 .連續(xù)性方程1學(xué)時(shí) 一元定常流動(dòng)的連續(xù)性方程 ，空間運(yùn)動(dòng)連續(xù)性微分方程。4 .理

11、想流體運(yùn)動(dòng)微分方程及流線伯努利方程1學(xué)時(shí)理想流體運(yùn)動(dòng)微分方程（歐拉方程）的推導(dǎo)，理想流體沿流線的伯努利方程的推導(dǎo)。5 .實(shí)際流體總流伯努利方程及其應(yīng)用3學(xué)時(shí)實(shí)際流體總流的伯努利方程的推導(dǎo) ，緩變流斷面與動(dòng)能修正系數(shù)的概念、特性、引入意義，伯努利方程的應(yīng)用（一般的水力計(jì)算、節(jié)流式流量計(jì)、測(cè)速管、流動(dòng)吸力等，水頭線及水力坡降。6 .泵對(duì)液流能量的增加1學(xué)時(shí)管路中設(shè)有泵站系統(tǒng)情況下管流伯努利方程的應(yīng)用，泵的排量、揚(yáng)程與功率。7 .定?？偭鞯膭?dòng)量方程及其應(yīng)用2學(xué)時(shí)定常總流動(dòng)量方程的推導(dǎo)及應(yīng)用（彎管推力、射流的反推力及自由射流對(duì)擋板的沖擊力計(jì)算）。第四章流體阻力與水頭損失8學(xué)時(shí)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：水力半徑、當(dāng)

12、量直徑等基本概念及相關(guān)計(jì)算，管路中流動(dòng)阻力產(chǎn)生的原因，雷諾 實(shí)驗(yàn)，層流、湍流的特征及判別標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際流動(dòng)運(yùn)動(dòng)微分方程式的應(yīng)用，量綱分析的瑞利法及 p 定理，相似準(zhǔn)數(shù)，圓管層流流動(dòng)規(guī)律，湍流的基本概念，層流邊層、水力光滑與水力粗糙 ，沿程阻 力系數(shù)的實(shí)驗(yàn)分析，莫迪圖的理解及應(yīng)用，沿程水頭損失及局部水頭損失的計(jì)算。1 .管路中流動(dòng)阻力產(chǎn)生的原因及分類0、5學(xué)時(shí)濕周、水力半徑、當(dāng)量直徑、粗糙度等基本概念，流動(dòng)阻力產(chǎn)生原因（內(nèi)因及外因，水頭損失的分類。2 .兩種流動(dòng)狀態(tài)及判別標(biāo)準(zhǔn)1學(xué)時(shí)雷諾實(shí)驗(yàn)，層流、湍流的特點(diǎn)及判別標(biāo)準(zhǔn) ，雷諾數(shù)。3 .實(shí)際流體運(yùn)動(dòng)微分方程式0、5學(xué)時(shí)實(shí)際流動(dòng)運(yùn)動(dòng)微分方程式（N-S方程

13、）的推導(dǎo)思路簡(jiǎn)介、物理意義及其應(yīng)用。4 .因次分析與相似原理2學(xué)時(shí)因次的齊次性原理，因次分析的瑞利法及 p定理，流動(dòng)相似的條件：幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似與動(dòng)力 相似，常用相似準(zhǔn)數(shù)（雷諾數(shù)、富勞德數(shù)、歐拉數(shù)等）定義、物理意義及其在模型試驗(yàn)中的應(yīng)用。5 .圓管層流分析1學(xué)時(shí)應(yīng)用N-S方程分析圓管層流的流速分布、流量、切應(yīng)力以及沿程水頭損失等得到圓管層流流動(dòng)規(guī)律。6 .圓管湍流分析1學(xué)時(shí)湍流的產(chǎn)生與特性，湍流的時(shí)間平均方法，雷諾分解，湍流平均運(yùn)動(dòng)的基本方程 （連續(xù)性方程與 運(yùn)動(dòng)方程，圓管內(nèi)湍流結(jié)構(gòu)，圓管內(nèi)平均速度分布，水力光滑與水力粗糙的概念。7 .湍流沿程水頭損失的分析及計(jì)算1學(xué)時(shí)計(jì)算沿程水頭損失的達(dá)西

14、公式，沿程阻力系數(shù)的實(shí)驗(yàn)分析及計(jì)算，莫迪圖的理解及應(yīng)用，非圓 管沿程水頭損失的計(jì)算。8 .局部水頭損失分析及計(jì)算1學(xué)時(shí)局部水頭損失產(chǎn)生的原因及計(jì)算 ，包達(dá)公式，局部阻力系數(shù)的確定。第五章壓力管路的水力計(jì)算6學(xué)時(shí)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：壓力管路、管路特性曲線、串聯(lián)與并聯(lián)、長(zhǎng)管與短管、孔口與管嘴等基本概念,長(zhǎng)管、短管白水力計(jì)算，串聯(lián)、并聯(lián)管路的水力特征，孔口、管嘴泄流的特點(diǎn)及定水頭與變 水頭兩種情況下的水力計(jì)算問(wèn)題 ，水擊現(xiàn)象與水擊壓力的計(jì)算。1 .管路特性曲線0、5學(xué)時(shí) 壓力管路、長(zhǎng)管與短管、簡(jiǎn)單管路與復(fù)雜管路等基本概念，管路特性曲線。2 .長(zhǎng)管的水力計(jì)算1、5學(xué)時(shí)工程中常見(jiàn)的長(zhǎng)管計(jì)算的三類問(wèn)題，簡(jiǎn)單長(zhǎng)管的水力計(jì)算，復(fù)雜長(zhǎng)管（串聯(lián)管路、并聯(lián)管路以及 分支管路）的水力計(jì)算及實(shí)例。3 .短管的水力計(jì)算1學(xué)時(shí)綜合阻力系數(shù)、作用水頭的概念，流量計(jì)算通式，短管的水力計(jì)算。4 .孔口與管嘴泄流2學(xué)時(shí)孔口、管嘴的定義與泄流特點(diǎn) ，定水頭孔口、管嘴出流流量的計(jì)算及比較 ，變水頭孔口、管嘴 泄流排空時(shí)間的計(jì)算。5 .壓力管路中的水擊現(xiàn)象1學(xué)時(shí)水擊的定義、產(chǎn)生原因，水擊波的傳播過(guò)程，水擊分類，水擊壓力的計(jì)算，水擊的預(yù)防。 第六章非牛頓流體運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)4學(xué)時(shí) 本章重點(diǎn)難點(diǎn)：非牛頓流體的分類及其流變曲線與流變方程，塑性流體管流受力分析，塑性流體的結(jié)構(gòu)流，塑性流體與哥律流體的流動(dòng)規(guī)律。 1.非牛頓流體的分類及其流變方